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《哈尔滨工业大学》 2010年
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基于预氧化组合工艺去除水中剑水蚤的效能研究

张敏  
【摘要】: 在富营养化湖泊、水库等水源水中大量孳生的剑水蚤,具有抗氧化性和强游动性,可穿透滤池进入到清水池中,在我国很多城市管网中有发现,常规水处理工艺难以对其有效去除。剑水蚤是诸如血吸虫、线虫、裂头蚴等水中致病生物的中间宿主,能够间接传播各种传染疾病,使致病生物寄生于人体大脑等重要器官中,给饮用水安全及人体健康带来严重威胁,是安全饮用水技术领域面临的一个重大难题。 本论文在常规处理单元除蚤效能研究基础上,从改进与强化水处理工艺入手,研究行之有效的预氧化与组合工艺联合除蚤技术,达到彻底去除剑水蚤的目的。 通过对剑水蚤大量暴发条件的研究表明,温度变化是剑水蚤大量激增的先兆,通过监测水温可预警剑水蚤暴发时间。同时提出一种以高锰酸钾溶液(0.03~0.04 mmol/L)为检测药剂的剑水蚤活体数量检测新方法,为试验研究数据的系统性和可靠性提供了有力保障。 对预氧化与混凝沉淀单元联合除蚤效能进行了全面研究,结果表明单独混凝沉淀对剑水蚤的去除能力有限,只有投加液氯2.0mg/L或氯胺2.0mg/L时可达到100%的去除率,但受剑水蚤活性和混凝剂种类的影响较大。其中,因铁盐混凝剂易形成的絮体有利于覆盖裹挟剑水蚤,可作为除蚤专用混凝剂。 在研究常规处理工艺去除剑水蚤效能的基础上,重点探讨了所去除剑水蚤的类型特点、形态特征和滤柱中剑水蚤的分布机制。混凝沉淀单元主要去除活性较弱、个体尺寸较大的剑水蚤和易随水力流动的无节幼体。过滤单元是去除剑水蚤的关键单元,滤料孔隙尺寸可影响除蚤效率。滤柱中剑水蚤的数量分布和大小分布与滤料水力分级和孔隙尺寸有关,投加预氧化剂能改变剑水蚤在滤柱中的两种分布机制。液氯、臭氧、高锰酸钾三种预氧化方式只能在短时间内完全或者部分去除剑水蚤。投加适量氯胺(2.0mg/L,氨氯比例1:5)可100%去除剑水蚤,但在滤柱底部发现分布大量剑水蚤。 开展了预氧化与组合工艺联合除蚤的中试研究,分析了多种工艺组合对剑水蚤的去除效能和去除机理。气浮单元依靠水蚤与气泡-颗粒复合体粘附并上浮至浮渣中达到去除目的,对游动性较差、尺寸较大的剑水蚤和部分无节幼体去除效果明显。过滤单元通过截留过滤作用去除个体尺寸大于0.1mm的剑水蚤。活性炭过滤单元和生物活性炭过滤单元主要靠滤料截留作用去除剑水蚤,去除效果受水蚤生命活性影响较大,两者相比区别在于菌种和数量对剑水蚤生存能力的影响。 综合本文研究成果,提出了一套安全、有效、实用、简便的剑水蚤去除技术方案。当剑水蚤密度和活性较低时,可采用“混凝-气浮-过滤-活性炭过滤”工艺;当密度增大活性增强时,可采用“液氯(3.0mg/L)-混凝-气浮-过滤-活性炭过滤”工艺;当剑水蚤密度最大且大多数生命活性较强时,可采用“氯胺(2.0mg/L,氨氯比例1:1~1:6)-混凝-气浮-过滤-活性炭过滤”工艺。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU991.2

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